張弦結構是新型的建筑結構模式,主要是用在一些大型的建筑設計之中的,而且在設計中在力學及安全性方面的設計也是設計師們要重點考慮的問題。下面為大家介紹一下張弦結構的優(yōu)點。
張弦結構是近十余年來快速發(fā)展和應用的一種新型大跨度空間結構形式。結構由剛度較大的抗彎構件(又稱剛性構件,通常為梁、拱或桁架)和高強度的弦(又稱柔性構件,通常為索)以及連接兩者的撐桿組成;通過對柔性構件施加拉力,使相互連接的構件成為具有整體剛度的結構。由于綜合了剛性構件抗彎剛度高和柔性構件抗拉強度高的優(yōu)點,張弦梁結構可以做到結構自重相對較輕,體系的剛度和狀穩(wěn)定性相對較大,因而可以跨越很大的空間。一般來說,盡管張弦梁的梁、拱和桁架截面可為空間形狀,但結構的整體仍表現(xiàn)為平面受力結構。
張弦結構是由剛性構件上弦、柔性拉索弦和中間以剛性撐桿相連的結構體系,可分為張弦梁、張弦桁架、張弦穹頂、組合張弦結構。張弦結構是在剛性屋頂結構與柔性屋頂結構之間,利用張拉整體的概念產(chǎn)生的一種更高效的結構體系。對張弦結構可以有兩種理解:是來自于柔性屋頂結構,即用剛性的上弦層取代柔性屋頂結構中柔性的上弦層而得到;是用張拉整體的概念來加強單層剛性屋頂結構,以提高單層剛性屋頂結構的穩(wěn)定性及結構剛度。
張弦結構優(yōu)點有:
(1)從柔性屋頂結構角度出發(fā),雖然柔性屋頂結構的效能比較高,但其施工卻有一定難度,包括佐治亞穹頂在內(nèi)的一些索穹頂工程建設中都發(fā)生過人員傷亡事故主要因為結構在施加預應力前后剛度的巨大變化。因此,用剛性的上弦層取代柔性的上弦層,不僅使施工大為簡化,而且使屋面材料(尤其是玻璃是剛性材料)更容易與剛性材料相匹配。
(2)從張拉整體強化單層剛性屋頂結構的角度出發(fā),張拉整體結構部分不僅增強了總體結構的剛度,還大大提高了單層剛性屋頂結構部分的穩(wěn)定性,因此,跨度可以做得較大。
(3)張弦結構在力學上最明顯的一個優(yōu)勢是結構對邊界約束要求的降低。因為剛性上弦層對邊界施以壓力,而柔性的張拉整體下部對邊界產(chǎn)生拉力,組合起來后二者可以相互抵消。適當?shù)膬?yōu)化設計還可以達到在長期荷載作用下,屋頂結構對邊界施加的水平反力接近零。
建筑物中利用張弦結構設計是一種好的選擇,但是張弦結構在施工上也是有一定的難度的,施工單位在施工中一定要做好相關的安全措施。
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